公路施工中软土路基的施工技术处理探讨

李世杰 北京路桥瑞通养护中心有限公司

1 前言

随着我国运输系统的不断完善，公路工程的建设也在不断地进行着。但由于我国幅员辽阔，地质结构复杂，在工程建设中往往会出现软土路基问题，如不妥善处理，可能会导致整个路基的整体倾斜，从而造成斜坡外侧的土体凸起，进而降低高速公路的安全性。公路质量一旦出现问题，不仅会对行车安全造成极大的危害，而且会影响到人们的行车体验，还会使交通事故的发生概率增大。

因此，在工程建设过程中，必须充分考虑软土路基的实际问题，并根据软土路基的特性以及施工场地的特殊性，采取适当的技术措施，保证软土路基得到合理的加固。

2 软土路基的加固特点

在公路工程建设中，软土路基是指在土地资源中相对较软、含水量较多的土地资源中对公路软土路基进行基础施工。

由于土壤松软，含水率高，土地本身抗压强度低，路基施工难度系数较大，因为软土层无法保证工程施工质量。软土路基路面的土壤通常存在明显的空隙，其内部结构中的水分会使绿色植物或绿色植物根茎的生长发育，导致软土路基路面的承载力相对较弱，其土壤的压缩性非常差，造成土地资源整体结构波动较大，无法企稳。

2.1 合理设计道路施工

为对软土路基实施合理的施工工艺，切实增强软土路基的强度，必须制定出一套行之有效的设计方案。在设计完成后，要对道路的设计需求及主要交通功能展开分析，了解道路所需的日车辆流量，并确定其抗压强度指标，这样才能建立起更为科学、合理的设计方案。另外，对路基的承载力也要进行严格的规范[1]。若对软土路基的承载力等级有一定的要求，可以加入适当的掺入物，从而改善其抗压强度和抗压强度。

土壤固化剂是一种由无机物质与有机物质混合而成的固化物质。对需要加强的土壤，首先要分析土壤的物理化学特性，然后在土壤中添加定量的环氧基固化剂，通过压实、均匀地混合，以保证土壤的抗压强度。

2.2 结合地质和施工条件

在软土路基加固之前，必须分析施工路段的地质构造，并对土层资料取样、分析以采用相应的加固措施。通过对路基实测资料的分析，可以使有关人员对软土路基的实际状况有更清晰的了解，从而为今后的软土路基加固工程提供重要依据。在对地质和环境分析的同时，还要对现有的建筑规范加以分析。比如，在具体的施工中，要在施工过程中进行适当的调剂，以保证足够的时间处理路基的沉降。

在对软土路基充填时，须正确评价填料的质量。在确保工程质量达到设计要求的前提下，降低原材料的投资，避免工程造价超出预算。如有需要，有关工作人员可根据具体情况，将基坑挖出的残渣进行加工，并将其填埋在软土路基上，作为符合加固规定的填筑材料[2]。

2.3 科学管理施工工程

软土路基的加固是一项系统工程。加强建设工程的专业化管理，是加强工程质量和提高工程制造效率的关键。

首先，要加强质量管理，严格检验现场所用的原料、机器设备，以保证机器的主要性能指标和原料满足要求，所用的材料均达到加强的质量标准。

其次，加强对路基的养护与介入，以防止在整个施工过程中对原有路基造成的损坏，从而保障后方公路的安全。在没有采取有效措施的情况下，容易造成路基振动、机械设备行走偏差等问题，影响到路基的均匀度，进而引起路基病害。

3 软土路基施工技术在公路施工中的技术要点

3.1 软土路基浅层处理

在对软土路基进行浅层处理的过程中可以选择以下几种方法。

3.1.1 换填法

置换法实际上是指将软土路基中的软土层挖除更换为其他填充材料，使用填充材料作为路基可以防止软土路基对道路的应用产生其他不利影响。换填法是针对软土路基浅表层的一种解决方案，可以全部更换软土或淤泥土，取样更方便，保证回填的可靠性。

软土路基基坑开挖时，深度应控制在2m以内，可用人力或机械设备将软土层立即从路面及区外清除[3]。从顶部逐步进行分级开挖是合理的工序，在换填法的应用过程中，必须保证在压实的同时添加填料，这样可以保证换填法的质量，防止出现未压实的情况。换填法的形式如图1所示。

图1 换填法

3.1.2 强夯法

强夯施工方法需要采用工业机械夯实路基。将净重80kN～300kN的夯锤调节到6m～30m的相对高度，使夯锤自由下落，使软土路基受到较大的冲击，进而达到如下实用效果：夯实软土路基。夯击打在软土路基上，会产生较大的震动反射及的内应力，将夯击面下的土壤压实，从而改善路基的整体稳定性。强夯技术在软土路基上的应用更加简便、快捷、造价低廉，适合于各种类型的土壤。通过对软土路基的加固，使软土路基的抗压强度增加2～5倍，膨胀减小2～10倍，加固破坏深度。

3.1.3 加固土法

加固土法是利用土工布或栅格实施加固，加到软土路基上使其成为一个整体，扩大软土路基的工作压力扩散角，提高软土路基的承载能力。加筋土法广泛适用于回填产生的坝基，适宜的土质主要包括软土路基、砾石土或黏性土。在使用土工布或栅格加固的过程中，可与砂垫层共同使用，并利用该层传递路堤的荷载力，因为该层与其他层的相对高度有较大的差异，因此，可作为大坝基础施工的刚性基础，也可作为软土预压时的排水管层。路基垫层的解决能提高软土路基的整体对称性，施工速度快，可提高软土路基施工的高效率，缩短加固工期，促进道路通行尽快恢复。

3.2 软土路基深层处理

软土路基处理的主要措施有以下几种。

（1）排水预压。在软土路基上施加压力，并与内部结构的排水管道装置相结合，能尽早将路基中的水分排出，从而达到软土路基的预压力；通过对不同类型的饱和黏性土壤实施适当的加固，可降低其含水量。目前，常采用的是加载预应力张拉法和张拉法。实践操作较为简便，加固效果明显。工程完工后，土层总体上是均匀分布的，但需要花费更多的时间和土方。采用真空预压法能有效阻止大量的土石方运移，但在一定范围内会有一定的约束，不能满足较高的软土路基要求。

（2）高压注浆法。高压喷浆技术是采用注浆管道进行加固的一种工艺。此种灌浆管道具有广泛的专用喷灌装置，使干水泥浆料与软土充分搅拌，固化后能发挥实际加固效果。高压喷注浆技术在国外已经得到了广泛的认可，并有一些研究认为，利用工业设备对软土路基进行检测是可行的。

（3）水泥混合桩法。水泥搅拌桩是以路基土混凝土的整个施工工艺为基础，采用一定的机械装置，将混凝土注入需要加固的软土路基中，然后通过反复搅拌，与混凝土结合在一起。在土壤中，水解和水化反应缓慢，慢慢形成胶状，最终成为固态。该方法能较好地改善土壤的抗压强度，完全能够满足工程实际使用的需要。

3.3 优化软土路基路面设计方案

在路面施工中，可选择软土路基路面施工技术优化策略，并选择合理的路面方案设计。允许公路工程项目施工设计人员对设计方案加以完善，根据施工路面设计方案，对公路工程项目具体实施过程中遇到的各种地层情况展开合理有效的勘察分析。

为了保证公路工程项目的路面设计方案能够满足全场的考虑，公路水文地质同场勘察可以让设计人员针对施工的具体情况进行适当的逻辑推理，以确保表明软土路基处理方法适宜。勘察过程中，设计人员详细掌握软土路基的具体情况，保证路面方案设计能够解决具体公路工程项目的施工。要求参与具体的公路地质勘查，确保制定的路面方案能够有效解决具体的公路基础设施建设。

4 工程实践

4.1 工程概况

房山区循环经济产业园配套道路工程位于北京市的西南部山区，道路项目起点接108复线，跨大石河后，沿沙塘沟向北，沿线经过西班各庄村、陈家坟村，终点至循环经济产业园西北，主线全长约8.34km。道路等级：三级公路，设计速度：30km/h。道路全线设置跨河桥三座，分别为大石河桥、沙塘沟1号桥、沙塘沟2号桥，自K0+150.85m～K0+511m设置隧道一座，长度360.15m。标段划分：本项目施工共分为三个标段，K0+000m～K0+700m段为第一标段，道路全长0.7km；K4+000m～K6+968.42m段为第二标段，道路全长2.968km；K6+968.42m～K8+339.831m段为第三标段，道路全长1.371km。本工程为第二标段，K4+000m～K6+968.42m。

4.2 施工工艺

施工前清除施工道路上的植物群落及其污物，并采用机械设备进行平整，标记第一个夯点的工作部分，以保证施工质量。夯点布置和夯点间距应根据软土特点和路基加固深度综合明确，确保路基能够压实。

夯击前按设计方案、施工主要参数，将夯锤吊装到相应位置，同时保证夯锤芯部指向夯点，使夯锤平稳下落，重复上述过程，直至达到路基的各种参数符合设计规范。路基强夯完成后，每个夯点必须用土封堵，夯坑必须用水准仪测量。重复上述工艺流程，完成全部设计穷击遍数。

4.3 质量检测

夯实施工完毕7d后，根据现场路基土质，采用平板支架预压法，测试动态夯基础的实际效果。

4.3.1 静载试验

现场静载法试验相应的检测结果如表1所示。

表1 弹性密封垫断面参数

根据上述检测结果分析可知，强夯后路基沉降量小于300mm，土体的密实度较好，比强夯前有了较大提升，强夯后土体的密实度和强度均得到很大程度提高，说明强夯法处理软土路基效果良好[4]。

4.3.2 平板试验

根据直线插入法在试验路段选取8个试验点位，检测其路基承载力，相应的检测结果如表2所示。

表2 平板试验检测结果

根据上述检测结果分析可知，强夯后的路基承载能力数值均大于设计要求的250kPa，明显提高了路基承载能力，证明强夯法施工效果良好。

5 结束语

解决高速公路基建中软土路基的实际效果，直接影响到高速公路的使用寿命和安全系数。为有效保证公路工程质量，更好地保障行人和车辆安全，施工方必须对软土路基解决方案给予足够重视。施工人员根据设计方案详细勘察软土路基，确保其应用合理的处理方法，进而处置相关问题。施工质量和地面结构的可靠性保证了道路质量和安全行驶，根据相应的解决方案，确保路基工程施工质量合格，有助于我国经济社会平稳的发展态势。